ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ определения герметичности подземных хранилищ газа

Классы МПК:E21B47/10 определение места оттока, притока или колебаний жидкости 
G01M3/00 Исследование устройств на герметичность
B65G5/00 Хранение жидкостей в естественных /природных/ или искусственных впадинах или скважинах в земле
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-04-23
публикация патента:

Изобретение относится к газодобывающей промышленности. Техническим результатом является упрощение контроля герметичности, что приводит к повышению надежности и безопасности эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ). В предлагаемом способе осуществляют циклическое воздействие на пласт, при котором каждый цикл включает закачку газа в пласт с последующим отбором газа. Воздействие на пласт осуществляют, по меньшей мере, в течение 10 циклов. В каждом цикле периодически одновременно измеряют текущее пластовое давление способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 и объем отбора (или закачки) газа. С учетом измеренных параметров определяют расчетное давление в ПХГ способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 для режима эксплуатации хранилища без утечек газа и для режима эксплуатации хранилища с утечками газа. Затем определяют функцию (F) как среднеарифметическое значение отклонений способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 от способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , полученных при каждом i-м измерении, для режима эксплуатации хранилища без утечек газа и функцию (Fy) для режима эксплуатации хранилища с утечками газа и при выполнении неравенства Fy<F делают вывод о наличии утечек газа в хранилище. 1 табл.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано для контроля безопасности эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ) с газовым режимом.

Известен гидрогеохимический способ определения межпластовых перетоков газа на газовых месторождениях (Агишев А.П. Межпластовые перетоки газа при разработке газовых месторождений. - М.: Недра, 1966, с. 79-88), в котором в стадии разведки месторождения определяют постоянный гидрогеохимический фон по всему вертикальному разрезу. Затем накапливаемые данные о гидрогеохимической обстановке исследуемых интервалов разреза сопоставляют с естественным фоном месторождения и определяют тенденции намечающихся изменений на том или ином участке. Недостатком данного способа является сложность его выполнения, обусловленная необходимостью исследования начального гидрогеохимического фона до закачки газа в хранилище. Кроме того, применение указанного способа на ПХГ связано со значительными затратами на бурение контрольных скважин, т.к. гидрогеохимические исследования необходимо проводить в специально пробуренных контрольных скважинах, расположенных в контуре газовой залежи, а пробы воды необходимо отбирать в хорошо изолированных скважинах, сохраняя пластовые условия (температуру и давление), что приводит к ошибкам при определении герметичности ПХГ.

Наиболее близким к предложенному способу (прототипом) является способ исследования динамических процессов газовой среды ПХГ (патент РФ № 2167288, E21B 47/00, опубл. 20.05.2001), включающий введение в пласт через разные нагнетательные скважины индикаторов в газовом носителе, отбор проб газа из добывающих скважин и определение концентраций индикаторов во времени в продукции добывающих скважин. В период максимального давления газа выбирают центральные нагнетательные скважины, расположенные в одном или нескольких эксплуатационных горизонтах, исходя из системы расположения добывающих скважин по площади, при этом используют индикаторы нескольких цветов, а закачивают индикатор одного цвета в виде газонаполненных микрогранул со степенью дисперсности 0,5-0,6 мкм, состоящих из смеси поликонденсационной смолы и органического люминесцирующего вещества в расчетном количестве. В период снижения давления до минимальной средневзвешенной по площади величине одновременно отбирают пробы газа из добывающих скважин, расположенных в одном или нескольких эксплуатационных горизонтах, и определяют изменения во времени концентрации индикаторов каждого цвета и объемной скорости газа всех добывающих скважин, находят суммарное количество индикатора каждого цвета, поступившего в каждую добывающую скважину, по заданной формуле. Строят карты и по величине долей мигрирующего газа выявляют направления внутрипластовых и межпластовых перетоков и оконтуривают газодинамически различные зоны. Недостатком известного способа является необходимость проведения идентификации индикаторов по пяти параметрам, что усложняет реализацию способа и снижает достоверность исследования динамических процессов газовой среды.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа определения герметичности ПХГ с газовым режимом, позволяющего своевременно определять утечки газа из ПХГ на протяжении всего периода эксплуатации.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является упрощение контроля герметичности, что приводит к повышению надежности и безопасности эксплуатации ПХГ.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе определения герметичности ПХГ осуществляют циклическое воздействие на пласт, при котором каждый цикл включает закачку газа через эксплуатационные скважины в пласт до достижения величины пластового давления, не превышающего максимально допустимого проектного значения, с последующим отбором газа до достижения величины пластового давления не ниже минимально допустимого проектного значения. Воздействие на пласт осуществляют, по меньшей мере, в течение 10 циклов. При этом в каждом цикле периодически одновременно измеряют текущее пластовое давление способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 и объем отбора (или закачки) газа, затем с учетом измеренных параметров определяют расчетное давление в подземном хранилище газа способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 для режима эксплуатации хранилища без утечек газа из соотношения

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

где способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 o - газонасыщенный поровый объем ПХГ,

Рo - начальное пластовое давление,

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 - расчетное пластовое давление на момент времени t,

Zo - начальный коэффициент сверхсжимаемости газа,

Zt - коэффициент сверхсжимаемости газа на момент времени t,

qt - объем закачки (или отбора) газа на момент времени t;

и для режима эксплуатации хранилища с утечками газа из соотношения

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

где Су - коэффициент пропорциональности утечки газа.

Затем определяют функцию (F) как среднеарифметическое значение отклонений способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 от способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , полученных при каждом i-м измерении, для режима эксплуатации хранилища без утечек газа

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

где n - количество замеров пластового давления,

i - порядковый номер замера пластового давления;

и функцию (Fy) для режима эксплуатации хранилища с утечками газа

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

и при выполнении неравенства Fy <F делают вывод о наличии утечек газа в хранилище.

При эксплуатации ПХГ утечки газа в основном фиксируют на позднем этапе их развития, то есть при проявлении газа на поверхности и загазованности контрольных горизонтов, что осложняет дальнейшие поиски конкретной причины утечки газа и может привести к серьезным осложнениям при эксплуатации ПХГ.

Для ПХГ изменение объема газа в пласте во времени определяют из уравнения

dVt/dt=qt (5)

где V t - объем газа в пласте в момент времени t;

t - время;

qt - объем отбора (или закачки) газа в единицу времени t.

Переходя к интегральному виду, получаем

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

где Vo- объем газа в начальный момент времени.

Из уравнения материального баланса (Закиров С.Н. «Проектирование и разработка газовых месторождений». - М.: Недра, 1974 г., с. 28-35) известно

V t=способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 tPt/Zt, (8)

где способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 t - газонасыщенный поровый объем пласта в момент времени t;

Рt - пластовое давление газа в момент времени t;

Zt - коэффициент сверхсжимаемости газа в момент времени t.

Уравнение (3) для ПХГ с газовым режимом примет вид

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

Коэффициент сверхсжимаемости (Z) зависит от состава газа, температуры, давления и является справочным показателем (Требин Ф.А. «Добыча природного газа». - М.: Недра, 1976 г., с. 78-85). Значения Z можно с высокой точностью аппроксимировать полиномом вида

Zt=aспособ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 -bPt+c, (10)

где а, b, с - коэффициенты полинома.

Таким образом, режим эксплуатации ПХГ с газовым режимом описывают через измеряемые параметры отбора (закачки) газа и пластового давления следующей системой уравнений

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

При нарушении герметичности (наличии перетока газа), т.е. для режима эксплуатации ПХГ с утечками газа уравнение (5) примет вид

dVt/dt=qt -способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , (12)

где способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 - дебит утечки газа из ПХГ в единицу времени t.

Дебит утечки газа из ПХГ можно описать уравнением вида (Закиров С.Н. «Проектирование и разработка газовых месторождений». - М.: Недра, 1974 г., с. 220-226)

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

где Су - коэффициент утечки газа.

Тогда для эксплуатации ПХГ с утечками газа уравнение имеет вид

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

Для расчета пластового давления способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 эксплуатацию ПХГ с газовым режимом можно описать системой уравнений

- без утечек газа

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

- с утечками газа

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

Для оценки отклонения расчетного пластового давления способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 от фактического способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 используют функцию (F), полученную в результате решения систем уравнений (15) и (16), относительно пластового давления способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе эксплуатации ПХГ с газовым режимом осуществляют циклическое воздействие на продуктивный пласт. В каждом цикле через эксплуатационные скважины проводят закачку газа в продуктивный пласт с последующим отбором газа. Закачку газа проводят до достижения пластового давления в ПХГ, не превышающего максимально допустимого проектного значения. Отбор газа проводят до достижения пластового давления не ниже минимально допустимого проектного значения. Циклическое воздействие на продуктивный пласт осуществляют в течение не менее 10 циклов. В течение каждого цикла раз в сутки замеряют текущее пластовое давление и объем закачки (отбора) газа. Затем рассчитывают давление в ПХГ способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 для режима эксплуатации хранилища без утечек газа и для режима эксплуатации хранилища с утечками газа по формулам (1) и (2). После чего вычисляют функцию (F), характеризующую режим эксплуатации ПХГ без утечек газа по формуле (3) и с утечками газа (Fy) по формуле (4). Выполняют сравнение значений (F) и (Fy). Если Fy<F, делают вывод о наличии утечек газа в ПХГ, т.е. о нарушении герметичности хранилища.

Предлагаемым способом было исследовано Калужское ПХГ. Полученные в процессе исследования замеренные значения пластового давления и объема закачки (отбора) газа, а также расчетные значения пластовых давлений приведены в таблице.

По результатам сравнения измеренных и расчетных параметров был сделан вывод о наличии утечек газа в указанном ПХГ (Fy=6,19, F=8,08, т.е. Fy<F).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации ПХГ за счет упрощения контроля герметичности, а также за счет повышения достоверности определения герметичности.

Таблица
Способ определения герметичности подземных хранилищ газа
Замеряемые параметры (фактические данные)Расчетные параметры (газовый режим) Расчетные параметры (газовый

режим с утечкой газа)


замера
Закачка/Отбор(-),

млн м3
Давление замеренное, способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 ,ПаДавление способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , Паспособ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 -способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , ПаДавление способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , Паспособ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 -способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , Па
1 234 567
10 55,455,40 55,40
252,8 72,660,811,8 63,39,3
3115,9 96,372,523,8 80,715,6
472,7 106,479,826,6 91,714,7
555,7 114,185,428,7 100,213,9
622,3 114,887,727,1 103,411,4
715,3 113,189,223,9 105,67,5
811,6 113,190,422,7 107,25,9
9-80,0 92,182,39,8 93,31,2
10-116,4 78,070,67,4 75,22,8
11-8,7 80,169,710,4 73,76,4
1281,4 97,477,919,5 85,911,5
1377,1 109,285,723,5 97,611,6
1455,0 114,791,323,4 106,28,5
1530,2 115,194,420,7 110,84,3
1617,8 113,596,317,2 113,50
1717,1 113,598,115,4 116,12,6
184,9 111,498,612,8 116,55,1
19-74,0 95,190,94,2 102,57,4
20-133,3 75,277,42,2 81,46,2

12 345 67
21 -104,062,9 66,94,065,4 2,5
22 65,685,273,5 11,775,0 10,2
23 75,698,581,1 17,486,3 12,2
24 55,5103,986,7 17,294,6 9,3
2547,9 111,491,6 19,81029,4
263,6 109,892,017,8 102,27,6
27-1,3 107,591,915,6 101,75,8
28-12,4 105,290,614,6 99,45,8
29-104,8 86,879,96,9 82,84,0
30-90,1 73,570,92,6 68,94,6
31-47,7 68,466,12,3 61,56,9
3244,6 85,770,615,1 68,117,6
3384,6 98,679,119,5 80,717,9
3472,7 109,486,423,0 91,617,8
3544,6 111,79120,7 98,413,3
3640,1 112,895,217,6 104,58,3
3722,3 112,897,515,3 107,85,0
38-31,3 103,394,29,1 102,40,9
39-153,3 74,878,63,8 77,62,8
40-144,2 53,064,111,1 55,52,5
4178,0 80,371,98,4 67,113,2
4297,3 97,681,715,9 81,715,9
4365,9 104,688,416,2 91,513,1
4460,8 110,094,715,3 100,99,1
4553,2 113,3100,313,0 109,24,1
4620,9 113,8102,511,3 112,41,4
47-5,5 104,1101,92,2 110,76,6
48-13,5 96,9100,53,6 108,111,2

12 345 67
49 -32,196,9 97,10,2102,5 5,6
50 -117,982,484,9 2,583,7 1,3
51-126,1 63,172,2 9,164,31,2
52101,5 89,082,4 6,679,49,6
53103,9 104,193,1 11,095,19,0
5472,6 110,0100,7 9,3106,53,5
5529,8 110,5103,9 6,6111,10,6
569,4 109,4104,94,5 112,32,9
57-214 73,482,69,2 76,83,4
58-99,4 59,472,613,2 61,52,1
5976,2 77,880,32,5 72,94,9
60127,4 97,693,34,3 92,15,5
6188,2 108,2102,65,6 105,92,3
6145,6 110,9107,53,4 113,22,3
63-228,0 69,583,614,1 74,75,2
64-118,9 53,471,718,3 56,53,1
6556,0 66,377,311,0 64,91,4
66106,2 91,088,03,0 80,810,2
67105,4 108,499,09,4 96,811,6
6864,7 113,5105,97,6 107,06,5
6929,3 113,8109,24,6 111,52,3
70-41,0 99,6104,75,1 103,23,6
71-47,0 92,799,66,9 95,42,7
72-61,0 84,693,28,6 85,40,8
7328,0 85,796,110,4 89,43,7
7420,0 94,298,24,0 92,31,9
7537,3 98,5102,23,7 97,60,9
7647,1 104,6107,32,7 104,80,2

12 345 67
77 37,9108,7 111,52,8110,8 2,1
78 1,6107,1111,7 4,6110,7 3,6
79-71,5 95,2103,8 8,698,63,4
80-19,6 96,4101,7 5,395,21,2
81-41,7 89,097,3 8,388,50,5
82-77,4 78,189,3 11,276,41,7
83-1,8 78,189,1 11,075,92,2
8422,0 88,991,4 2,578,810,1
8554,9 96,497,1 0,786,89,6
8650,7 101,7102,4 0,794,47,3
8761,9 109,2109,2 0103,95,3
8836,1 112,5113,3 0,8109,62,9
89-6,2 104,8112,6 7,8107,83,0
90-69,5 94,2104,9 10,796,22,0
91-89,5 79,295,3 16,182,12,9
92-73,8 67,487,7 20,370,73,3
93-47,3 61,082,9 21,963,32,3
946,8 68,483,615,2 64,04,4
9590,0 88,992,83,9 77,511,4
96102,9 106,2103,72,5 93,013,2
9771,1 111,2111,50,3 104,17,1
9837,1 111,6115,74,1 109,81,8
99-62,9 96,4108,612,2 98,92,5
Функция F=8,08способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 Fy=6,19

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения герметичности подземных хранилищ газа с газовым режимом, характеризующийся циклическим воздействием на пласт, при котором каждый цикл включает закачку газа через эксплуатационные скважины в пласт до достижения величины пластового давления, не превышающего максимально допустимого проектного значения, с последующим отбором газа до достижения величины пластового давления не ниже минимально допустимого проектного значения, причем воздействие на пласт осуществляют, по меньшей мере, в течение 10 циклов, при этом в каждом цикле периодически одновременно измеряют текущее пластовое давление способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 и объем отбора (или закачки) газа, затем с учетом измеренных параметров определяют расчетное давление в подземном хранилище газа способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 для режима эксплуатации хранилища без утечек газа из соотношения

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

где способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 o - газонасыщенный поровый объем ПХГ,

Рo - начальное пластовое давление,

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 - расчетное пластовое давление на момент времени t,

Zo - начальный коэффициент сверхсжимаемости газа,

Zt - коэффициент сверхсжимаемости газа на момент времени t,

qt - объем закачки (или отбора) газа на момент времени t;

и для режима эксплуатации хранилища с утечками газа из соотношения

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

где Су - коэффициент пропорциональности утечки газа,

затем определяют функцию (F) как среднеарифметическое значение отклонений способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 от способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 , полученных при каждом i-м измерении, для режима эксплуатации хранилища без утечек газа способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434 ,

где n - количество замеров пластового давления,

i - порядковый номер замера пластового давления; и функцию (Fy) для режима эксплуатации хранилища с утечками газа

способ определения герметичности подземных хранилищ газа, патент № 2526434

и при выполнении неравенства Fy<F делают вывод о наличии утечек газа в хранилище.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2526434

patent-2526434.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс E21B47/10 определение места оттока, притока или колебаний жидкости 

Патенты РФ в классе E21B47/10:
способ исследования скважины -  патент 2527960 (10.09.2014)
способ гидродинамических исследований газонасыщенных пластов без выпуска газа на поверхность -  патент 2527089 (27.08.2014)
способ контроля за процессом обводнения газовой скважины -  патент 2526965 (27.08.2014)
способ идентификации скважины с измененным массовым расходом жидкости куста нефтяных скважин -  патент 2521623 (10.07.2014)
способ определения обводненности продукции нефтедобывающей скважины -  патент 2520251 (20.06.2014)
устройство для определения интервалов водопритока и их изоляции в открытых стволах многозабойных горизонтальных скважин -  патент 2514009 (27.04.2014)
способ исследования многозабойной горизонтальной скважины -  патент 2513961 (20.04.2014)
способ определения остаточного содержания газа в жидкости -  патент 2513892 (20.04.2014)
устройство для измерения дебита скважин -  патент 2513891 (20.04.2014)
способ определения заколонных перетоков -  патент 2510457 (27.03.2014)

Класс G01M3/00 Исследование устройств на герметичность

Патенты РФ в классе G01M3/00:
способ контроля герметичности -  патент 2527659 (10.09.2014)
способ и устройство для повышения в реальном времени эффективности работы трубопровода для транспортировки текучей среды -  патент 2525369 (10.08.2014)
способ тестирования утечки из закрытых, по меньшей мере, частично заполненных газом контейнеров -  патент 2524047 (27.07.2014)
течеискатель для работы методом щупа -  патент 2523070 (20.07.2014)
способ контроля герметичности -  патент 2523056 (20.07.2014)
способ испытания изделия на герметичность -  патент 2523053 (20.07.2014)
способ изготовления и монтажа магистрали высокого давления -  патент 2521736 (10.07.2014)
метод пассивного акустического мониторинга придонных газожидкостных потоков -  патент 2521717 (10.07.2014)
способ теплового контроля герметичности крупногабаритного сосуда -  патент 2520952 (27.06.2014)
устройство для проверки герметичности, промывки и определения теплоотдачи автомобильных радиаторов -  патент 2520786 (27.06.2014)

Класс B65G5/00 Хранение жидкостей в естественных /природных/ или искусственных впадинах или скважинах в земле

Патенты РФ в классе B65G5/00:
способ подземного захоронения буровых отходов -  патент 2529197 (27.09.2014)
способ создания и эксплуатации подземного хранилища газа -  патент 2514339 (27.04.2014)
способ утилизации диоксида углерода в водоносном пласте -  патент 2514076 (27.04.2014)
подземное хранилище сжиженного природного газа -  патент 2510360 (27.03.2014)
комбинированный способ эксплуатации подземных хранилищ газа -  патент 2509044 (10.03.2014)
способ создания малопроницаемого экрана в пористой среде при подземном хранении газа -  патент 2483012 (27.05.2013)
способ нагнетания диоксида углерода -  патент 2478074 (27.03.2013)
способ создания резервуаров в формациях каменной соли и устройство для его осуществления -  патент 2477702 (20.03.2013)
подземное хранилище сжиженного природного газа (пх спг) -  патент 2468282 (27.11.2012)
устройство для корректировки формы резервуаров в формациях каменной соли -  патент 2465448 (27.10.2012)




Наверх